Hidroksipropil Metil Sellüloza Eter Texnologiyası

Hidroksipropil metil selüloz efiri təbii sellülozadan qələviləşmə və eterləşdirmə modifikasiyası yolu ilə əldə edilən soyuq suda həll olunan qeyri-polyar selüloz efir növüdür.

Açar sözlər:hidroksipropil metilselüloz efiri; alkalizasiya reaksiyası; eterləşmə reaksiyası

1. Texnologiya

Təbii sellüloza suda və üzvi həlledicilərdə həll olunmur, işığa, istiliyə, turşuya, duza və digər kimyəvi mühitlərə davamlıdır və sellülozun səthini dəyişmək üçün seyreltilmiş qələvi məhlulunda nəmləndirilə bilər.

Hidroksipropil metil selüloz efiri təbii sellülozadan qələviləşmə və eterləşmə modifikasiyası yolu ilə əldə edilən bir növ qeyri-qütblü, soyuq suda həll olunan sellüloz efiridir.

2. Əsas kimyəvi reaksiya formulu

2.1 Qələviləşmə reaksiyası

Sellüloza və natrium hidroksid reaksiyasının, yəni müxtəlif şərtlərə görə R – OH – NaOH molekulyar birləşmələrin əmələ gəlməsinin iki variantı var; və ya metal spirt birləşmələri, R - ONa yaratmaq üçün.

Əksər alimlər selülozun konsentratlaşdırılmış qələvi ilə reaksiyaya girərək sabit maddə əmələ gətirdiyinə inanır və hər bir və ya iki qlükoza qrupunun bir NaOH molekulu ilə birləşdiyini düşünür (reaksiya başa çatdıqda bir qlükoza qrupu üç NaOH molekulu ilə birləşir).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH və ya C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5 ) 2 NaOH və ya C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O

Son zamanlar bəzi alimlər sellüloza və konsentratlaşdırılmış qələvi arasında qarşılıqlı təsirin eyni vaxtda iki təsir göstərəcəyinə inanırlar.

Quruluşundan asılı olmayaraq, sellülozun kimyəvi fəaliyyəti sellüloza və qələvi təsirindən sonra dəyişə bilər və o, müxtəlif kimyəvi mühitlərlə reaksiyaya girərək mənalı növlər əldə edə bilir.

2.2 Eterifikasiya reaksiyası

Qələviləşmədən sonra aktiv qələvi sellüloza eterləşdirmə agenti ilə reaksiyaya girərək sellüloza efirini əmələ gətirir. İstifadə olunan eterləşdirici maddələr metil xlorid və propilen oksiddir.

Natrium hidroksid katalizator kimi fəaliyyət göstərir.

n və m müvafiq olaraq selüloz vahidində hidroksipropil və metilin əvəzlənmə dərəcəsini ifadə edir. m+n-in maksimum cəmi 3-dür.

Yuxarıda göstərilən əsas reaksiyaya əlavə olaraq, əlavə reaksiyalar da var:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Hidroksipropil metilselüloz efirinin prosesinin təsviri

Hidroksipropil metilselüloz efiri (qısaca sellüloz efiri) prosesi təxminən 6 prosesdən ibarətdir, yəni: xammalın əzilməsi, (qələviləşdirmə) eterləşdirilməsi, həlledicinin çıxarılması, süzülməsi və qurudulması, əzilməsi və qarışdırılması və hazır məhsulun qablaşdırılması.

3.1 Xammalın hazırlanması

Bazarda satın alınan təbii qısa lifli sellüloza sonrakı emal prosesini asanlaşdırmaq üçün toz halına salınır; bərk qələvi (və ya maye qələvi) əridilir və hazırlanır və təxminən 90-a qədər qızdırılır°C istifadə üçün 50% kaustik soda məhlulu hazırlayın. Eyni zamanda reaksiya metilxlorid, propilen oksid eterləşdirmə agenti, izopropanol və toluol reaksiya həlledicisi hazırlayın.

Bundan əlavə, reaksiya prosesi isti su və təmiz su kimi köməkçi materiallar tələb edir; gücə kömək etmək üçün buxar, aşağı temperaturlu soyuducu su və sirkulyasiya edən soyuducu su tələb olunur.

Qısa lintrlər, metilxlorid və propilen oksidi eterləşdirmə agentləri efirləşdirilmiş sellüloza istehsalı üçün əsas materiallardır və qısa lintrlər böyük miqdarda istifadə olunur. Metilxlorid və propilen oksidi təbii sellülozu dəyişdirmək üçün eterləşdirmə agentləri kimi reaksiyada iştirak edir, istifadə miqdarı çox deyil.

Həlledicilərə (və ya seyrelticilərə) əsasən toluol və izopropanol daxildir, bunlar əsasən istehlak edilmir, lakin daxil olmuş və uçucu itkilər nəzərə alınmaqla istehsalda cüzi itki var və istifadə olunan miqdar çox azdır.

Xammalın hazırlanması prosesində xammal çəni sahəsi və ona əlavə edilmiş xammal anbarı var. Toluol, izopropanol və sirkə turşusu (reaktivlərin pH dəyərini tənzimləmək üçün istifadə olunur) kimi efirləşdirici maddələr və həlledicilər xammal çəni sahəsində saxlanılır. Qısa lintin tədarükü kifayət qədərdir, bazar tərəfindən istənilən vaxt təmin edilə bilər.

Əzilmiş qısa lint istifadə üçün araba ilə emalatxanaya göndərilir.

3.2 (qələviləşmə) eterləşmə

(qələvi) eterləşmə sellülozun efirləşməsi prosesində mühüm prosesdir. Əvvəlki istehsal metodunda iki mərhələli reaksiyalar ayrıca həyata keçirilirdi. İndi proses təkmilləşdirilib və iki addımlı reaksiyalar bir mərhələdə birləşdirilib, eyni vaxtda həyata keçirilir.

Əvvəlcə havanı çıxarmaq üçün eterləşdirmə çənini vakuum edin və sonra çəni havadan azad etmək üçün onu azotla əvəz edin. Hazırlanmış natrium hidroksid məhlulunu əlavə edin, müəyyən miqdarda izopropanol və toluol həlledici əlavə edin, qarışdırmağa başlayın, sonra qısa pambıq yun əlavə edin, soyumaq üçün dövran suyu açın və temperatur müəyyən səviyyəyə düşdükdən sonra aşağı temperaturu yandırın. sistem materialının temperaturunu aşağı salmaq üçün suyun temperaturu təxminən 20-yə endirilir℃, və alkalizasiyanı başa çatdırmaq üçün reaksiyanı müəyyən bir müddət ərzində davam etdirin.

Qələviləşmədən sonra yüksək səviyyəli ölçmə çəni ilə ölçülən eterləşdirici maddə metilxlorid və propilen oksidi əlavə edin, qarışdırmağa davam edin, sistemin temperaturunu təxminən 70 dərəcəyə qaldırmaq üçün buxardan istifadə edin.℃~ 80℃, və sonra qızdırmağa və saxlamağa davam etmək üçün isti sudan istifadə edin Reaksiya temperaturu idarə olunur, sonra reaksiya temperaturu və reaksiya müddəti idarə olunur və müəyyən müddət ərzində qarışdırıb qarışdırmaqla əməliyyat tamamlana bilər.

Reaksiya təxminən 90-da aparılır°C və 0,3 MPa.

3.3 Desolvasiya

Yuxarıda qeyd olunan reaksiyaya girmiş proses materialları həllediciyə göndərilir və materiallar soyulur və buxarla qızdırılır, toluol və izopropanol həllediciləri buxarlanır və təkrar emal üçün bərpa olunur.

Buxarlanan həlledici əvvəlcə soyudulur və sirkulyasiya edən su ilə qismən kondensasiya olunur, sonra aşağı temperaturlu su ilə kondensasiya olunur və kondensat qarışığı suyu və həlledicini ayırmaq üçün maye qatına və ayırıcıya daxil olur. Üst təbəqədə toluol və izopropanolun qarışıq həlledicisi mütənasib olaraq tənzimlənir. Onu birbaşa istifadə edin və aşağı təbəqədəki su və izopropanol məhlulunu istifadə üçün həllediciyə qaytarın.

Artıq natrium hidroksidini neytrallaşdırmaq üçün desolvasiyadan sonra reaktivə sirkə turşusu əlavə edin, sonra materialı yumaq üçün isti sudan istifadə edin, sellüloza efirini yumaq üçün selüloz efirinin isti suya xas olan laxtalanma xüsusiyyətindən tam istifadə edin və reaktivi təmizləyin. Təmizlənmiş materiallar ayrılması və qurudulması üçün növbəti prosesə göndərilir.

3.4 Filtr edin və qurudun

Təmizlənmiş material sərbəst suyu ayırmaq üçün yüksək təzyiqli vida pompası ilə üfüqi vida ayırıcıya göndərilir və qalan bərk material vida qidalandırıcısı vasitəsilə hava quruducuya daxil olur və isti hava ilə təmasda qurudulur və sonra siklondan keçir. ayırıcı və hava Ayırma, bərk material sonrakı sarsıdıcı daxil olur.

Horizontal spiral separatorla ayrılan su, daxil olmuş sellülozu ayırmaq üçün çöküntü çənində çöküntüdən sonra su təmizləyici çənə daxil olur.

3.5 Əzmə və qarışdırma

Quruduqdan sonra efirləşdirilmiş selüloz qeyri-bərabər hissəcik ölçüsünə sahib olacaq, onu əzmək və qarışdırmaq lazımdır ki, hissəcik ölçüsünün paylanması və materialın ümumi görünüşü məhsulun standart tələblərinə cavab versin.

3. 6 Hazır məhsulun qablaşdırılması

Əzmə və qarışdırma əməliyyatlarından sonra alınan material qablaşdırıla və anbara qoyula bilən hazır efirləşdirilmiş sellülozadır.

4. Xülasə

Ayrılan tullantı sularında müəyyən miqdarda duz, əsasən natrium xlorid olur. Tullantı suyu duzu ayırmaq üçün buxarlanır və buxarlanmış ikincil buxar qatılaşdırılmış suyu bərpa etmək üçün kondensasiya edilə bilər və ya birbaşa axıdılır. Ayrılan duzun əsas komponenti sirkə turşusu ilə neytrallaşdığı üçün müəyyən miqdarda natrium asetat ehtiva edən natrium xloriddir. Bu duz yalnız yenidən kristallaşdıqdan, ayrıldıqdan və təmizləndikdən sonra sənaye istifadə dəyərinə malikdir.